Zur Erhöhung der Funktionalität eines elektrischen Verbrauchers ist man bei geeigneten Verbrauchern dazu übergegangen, diese durch ein pulsweitenmoduliertes Signal anzusteuern. Im Kraftfahrzeugbereich wird beispielsweise eine solche Schaltungsanordnung zum Ansteuern eines z. B. als Fensterheberantrieb eingesetzten Elektromotors verwendet. Eine solche Schaltungsanordnung ist üblicherweise gegen Masse arbeitend ausgelegt und somit als Stromregler zu bezeichnen. Es gibt weitere Anwendungsbereiche für eine solche Schaltungsanordnung, nämlich solche, die gegen die

Spannungsquelle arbeitend ausgebiidet sind und damit als Spannungs-oder Schaltregler angesprochen werden können.

Bei der Ansteuerung eines Verbrauchers durch ein pulsweitenmoduliertes Signal ist mit dem Verbraucher ein getaktet ansteuerbares Schaltmittel- beispielsweise ein Transistor-in Reihe geschaltet, über welches Schaltmittel entsprechend der vorgesehenen Taktrate eine Verbindung des Elektromotors mit der Betriebsspannungsquelle vorgenommen bzw. eine Trennung von dieser erfolgt. Ein Stromverbrauch durch den Verbraucher, der je nach seiner Art durch eine ohmsche ggf. auch durch eine induktive Widerstandskomponente gekennzeichnet ist, ist im wesentlichen auf diejenigen Zeitintervalle beschränkt, in denen der Stromkreis zwischen der Spannungsquelle, dem Verbraucher, dem Schaltmittel und der Masse geschlossen ist. Der sich aus einer solchen Schaltungsanordnung ergebende Stromverlauf ist rechteckig ausgebildet, wie dieses in der beigefügten Figur 7 schematisiert dargestellt ist.

Infolge der Eigeninduktivität der elektrischen Verbindungsleitungen zwischen der Spannungsquelle und der Schaltungsanordnung-maßgeblich auch bei einem Einsatz der Schaltungsanordnung in einem Kraftfahrzeug-ist eine Antenne gebildet, über die elektromagnetische Wellen abgestrahlt werden. Zur Verbesserung der elektromagnetischen Verträglichkeit, insbesondere im Hinblick auf eine Störabstrahlung einer solchen Schaltungsanordnung sind in einem Schaltungsteil ein eine Pufferkapazität darstellender Kondensator sowie eine parallel zum Verbraucher angeordnete Diode vorgesehen. Ist bei dieser Schaltungsanordnung das Schaltmittel geöffnet, befindet sich der Verbraucher infolge seiner parallelen Anordnung zu der Diode in einem geschlossenen Stromkreis. Die parallel zu dem Verbraucher und dem Schaltmittel

angeordnete Pufferkapazität dient zum Auffangen der aus den Eigeninduktivitäten resultierenden EMK.

Auch wenn mit einer solchen Schaltungsanordnung die sich infolge der gepulsten Ansteuerung des Verbrauchers ergebende Antennenwirkung geschwächt ist, so kann mit dieser Schaltungsanordnung eine vollständige Unterdrückung der Antennenwirkung nur dadurch erreicht werden, daß die Spule und der Kondensator mit ausreichender Kapazität bzw. mit ausreichender Leistungsfähigkeit vorgesehen sind. Dies erfordert einen Einsatz entsprechend konzipierter elektronischer Komponenten, was im Hinblick auf eine möglichst klein dimensionierte Ausgestaltung der Schaltungsanordnung unerwünscht ist. Darüber hinaus ist der Einsatz leistungsstärkerer elektronischer Komponenten teuer.

Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Schaltungsanordnung zum pulsweitenmodulierten Ansteuern eines elektrischen Verbrauchers dergestalt weiterzubilden, daß nicht nur die beschriebene Antennenwirkung der Schaltungsanordnung unterdrückt ist, sondern auch eine Realisierung der Schaltungsanordnung durch klein dimensionierte elektronische Komponenten möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der aus dem Schaltmittel und dem parallel liegenden Kondensator bestehende Schaltungsteil in Reihe mit dem Verbraucher und der Spule geschaltet ist und daß die Kapazität des Kondensators und die Taktrate des Schaltmittels aufeinander abgestimmt sind, so daß eine Spannungsversorgung des Verbrauchers unabhängig von der Stellung des Schaltmittels aufrechterhalten ist.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist vorgesehen, daß das die Pufferkapazität enthaltende Schaltungsteil parallel zu dem Schaltmittel und dieser Teilschaltkreis in Reihe mit dem Verbraucher geschaltet ist. Dadurch ist gewährleistet, daß auch in denjenigen Zeitintervallen, in denen das Schaltmittel geöffnet und somit der Verbraucher von der Betriebsspannungsversorgung zunächst getrennt ist, weiterhin ein Stromfluß durch den Verbraucher zur Betriebsspannungsquelle hin gegeben ist.

Bei geöffnetem Schaltmittel erfolgt ein Stromfluß über den parallel zu dem Schaltmittel geschalteten Kondensator, so daß bei dieser Schalterstellung eine Energiespeicherung in dem Kondensator durchgeführt wird.

Der Teiischaitkreis kann somit auch als Energiespeicherschaltung angesprochen werden. Da auch bei geöffnetem Schaltmittel der Stromkreis über die Pufferkapazität geschlossen ist, wird der Verbraucher noch so lange mit einer Spannung versorgt, bis die Kapazität des Kondensators aufgefüllt ist.

Um jedoch zu verhindern, daß durch den geladenen Kondensator der Stromfluß unterbrochen wird, ist die Kapazität des Kondensators und die Taktung des Schaltmittels dergestalt aufeinander abgestimmt, daß ein erneutes Einschalten des Schaltmittels erfolgt, bevor der Kondensator voll ist.

Mit dem erneuten Einschalten des Schaltmittels ist der Stromkreis wiederum über das Schaltmittel geschlossen, so daß sich in dieser Schalterstellung auch der Kondensator über das Schaltmittel entlädt. Durch die Gewährleistung eines geschlossenen Stromkreises in jeder Schalterstellung wirkt diese Schaltungsanordnung mit ihren Verbindungsleitungen zur Spannungsquelle infolge des kontinuierlichen Stromverlaufs nicht als Antenne. Da auch keine Eigeninduktivitäten aufgefangen werden müssen, können die eingesetzten elektronischen Bauelemente entsprechend gering dimensioniert sein.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung eignet sich sowohl zu einem Einsatz in einer gegen Masse arbeitenden als auch in einer gegen die

Spannungsquelle arbeitenden Anordnung. In einer gegen Masse arbeitenden Anordnung ist die Schaltungsanordnung als Stromregler eingesetzt. Diese Anordnung wird beispielsweise bevorzugt zum Ansteuern von Elektromotoren, etwa als Fensterheberantrieb in einem Kraftfahrzeug eingesetzt. In einem solchen Fall kann die induktive Widerstandskomponente des Elektromotors als die in der Schaltungsanordnung notwendige Spule eingesetzt werden, so daß diese induktive Komponente in Kooperation mit dem Kondensator zur Glättung des Stromverlaufes eingesetzt werden kann. Auf einen zusätzlichen Einsatz einer ansonsten notwendigen Glättungsspule kann in einem solchen Fall verzichtet werden.

Bei Einsatz einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung in einer gegen die Spannungsquelle arbeitenden Anordnung, wobei eine solche Anordnung bevorzugt eingesetzt wird, wenn der Verbraucher lediglich eine ohmsche Widerstandskomponente aufweist, ist dem Verbraucher ein sogenannter LC- Filter mit einem weiteren zur Glättung vorgesehenen Kondensator vorgeschaltet.

Als Schaltmittel ist zweckmäßigerweise ein Transistor eingesetzt, wobei zum Schutz des Transistors bei der Entladung des Kondensators in den Schaltungsteil eine Spule integriert ist. Diese Spule kann, wie in einem Ausführungsbeispiel vorgesehen, dem Kondensator vorgeschaltet sein und sich somit in dem zum Schaltmittel parallelen Schaltzweig befinden. Ebenfalls kann vorgesehen sein, die Spule in Reihe mit dem Schaltmittel anzuordnen, wobei in diesem Fall der Spule eine parallel geschaltete Freiiaufdiode zugeordnet ist.

Weitere Vorteile der Erfindung sind Bestandteil weiterer Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter

Bezugnahme auf die beigefügten Figuren.

Es zeigen : Fig. 1 : ein schematisiertes Schaltbild einer gegen Masse arbeitenden Schaltungsanordnung zum pulsweitenmodulierten Ansteuern eines Verbrauchers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 2 : ein schematisiertes Schaltbild einer gegen Masse arbeitenden Schaltungsanordnung zum pulsweitenmodulierten Ansteuern eines Verbrauchers gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, Fig. 3 : ein schematisiertes Schaltbild einer gegen eine Spannungsquelle arbeitenden Schaltungsanordnung zum pulsweitenmodulierten Ansteuern eines Verbrauchers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 4 : ein schematisiertes Schaltbild einer gegen eine Spannungsquelle arbeitenden Schaltungsanordnung zum pulsweitenmodulierten Ansteuern eines Verbrauchers gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, Fig. 5 : ein schematisiertes Diagramm darstellend den Stromverlauf bei einem Betrieb einer der Schaltungsanordnungen gemäß den Figuren 1 bis 4, Fig. 6 : das Verhalten des in der Schaltungsanordnung gemäß Figur 1 eingesetzten Kondensators in Abhängigkeit von der Ansteuerung des Schaltmittels und Fig. 7 : eine Darstellung des Stromverlaufes einer vorbekannten, zum Stand der Technik gehörenden Schaltungsanordnung zum

pulsweitenmodulierten Ansteuern eines elektrischen Verbrauchers.

Eine gegen Masse arbeitende Schaltungsanordnung 1 dient zum pulsweitenmodulierten Ansteuern eines als Verbrauchers eingesetzten Elektromotors 2. Der Elektromotor 2 ist an ein Umschaltrelais 3 angeschlossen, so daß der Elektromotor 2 sowohl in der einen als auch in der anderen Drehrichtung betrieben werden kann. Eingangsseitig ist das Relais 3 an eine Verbindungsleitung 4 angeschlossen, die eine elektrische Verbindung zur Betriebsspannungsquelle, nämlich einer Batterie herstellt. Die Motor- Relais-Einheit ist insgesamt mit dem Bezugszeichen 5 gekennzeichnet.

Ausgangsseitig ist an die Motor-Relais-Einheit 5 ein als Energiespeicherschaltung ausgebildeter Schaltungsteil 6 angeschlossen, der im wesentlichen aus einem als Schaltmittel eingesetzten Transistor T, und einem als Pufferkapazität dienenden Kondensator C, besteht. Der Kondensator C, ist parallel zu dem Transistor T, geschaltet. Der Transistor T, ist an eine Ansteuerschaltung 7 angeschlossen, über die die Schaltfrequenz und die Pulsweite bereitgestellt wird. Zur Masse hin ist an den Transistor T, ein Messwiderstand R, eingeschaltet.

In Reihe vor dem Transistor T, ist eine Spule L, sowie eine parallel zur Spule L, geschaltete Freilaufdiode D, angeordnet. Die Spule L, dient insbesondere dem Schutz des Transistors T, bei einer Entladung des Kondensators C,.

Bei geschlossenem Schaltmittel T, ist ein Stromfluß von der Batterie über die Motor-Relais-Einheit 5 und die aus der Spule L, und der Freilaufdiode D, gebildete Einheit über den Transistor T, und den Meßwiderstand R, zur Masse und damit zurück zur Batterie gebildet. Bei geöffnetem Schaltmittel T, ist ein Stromfluß über den den Transistor T, aufweisenden Schaltungszweig nicht möglich. Ein Stromfluß erfolgt über den Kondensatorzweig der Energiespeicherschaltung 6, so daß auch in dieser Stellung des Schaltmittels

T, die Motor-Relais-Einheit 5 in einen Stromkreis eingebunden ist. Dieser Stromkreis bleibt so lange aufrecht erhalten, bis die Pufferkapazität des Kondensators C, aufgefüllt ist. Um das Eintreten einer Stromflußunterbrechung bei geladenem Kondensator C, zu verhindern, wird das Schaltmittel T, in seinen durchgeschalteten Zustand gebracht, bevor die Pufferkapazität des Kondensators C, erschöpft ist. Dies bedeutet, daß der Elektromotor 2 auch bei geöffnetem Schaltmittel geringfügig nachläuft. Im durchgeschalteten Zustand des Schaltmittels T, ist sodann der zuvor beschriebene Stromkreislauf wieder hergestellt, wobei sich der Kondensator C, beim Schließen des Schaltmittels T, über den Schaltungszweig des Schaltmittels T, zur Masse hin entlädt. Zum Schutz des als Transistor T, eingesetzten Schaltmittels dient insbesondere die Spule L,.

Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung 8 zum pulsweitenmodulierten Ansteuern eines Elektromotors 9, die im wesentlichen der Schaltungsanordnung 1 entspricht. im Unterschied zur Schaltungsanordnung 1 ist in den Schaltungszweig des ebenfalls parallel zu dem als Transistor ausgebildeten Schaltmittel liegenden Kondensators C2 eine Spule L2 in Reihe mit dem Kondensator C2 zur Ausbildung eines Schwingkreises eingeschaltet. In dem Schaltungszweig des Transistors T2 braucht bei dieser Ausgestaltung eine Spule und eine Freilaufdiode nicht vorgesehen zu sein.

Da in den gezeigten Ausführungsbeispielen ein Elektromotor als Verbraucher eingesetzt ist, wird zur Herbeiführung der gewünschten Glättung eine zusätzliche, in Reihe mit dem Verbraucher vorgesehene Spule nicht vorgesehen, da die induktive Widerstandskomponente des Elektromotors durch die in dem Elektromotor ohnehin angeordnete Spule realisiert wird.

In den Figuren 3 und 4 sind zwei weitere Schaltungsanordnungen 10,11 dargestellt, die im Gegensatz zu den Schaltungsanordnungen 1 und 8 der Figuren 1 und 2 gegen die Spannungsquelle arbeiten. Die Schaltungsanordnungen 10,11 können daher als Spannungsregler bezeichnet werden. Als Verbraucher ist den Schaltungsanordnungen 10,11 jeweils ein solcher vorgesehen, der lediglich eine ohmsche Widerstandskomponente aufweist. Der Verbraucher ist aus diesem Grunde mit dem Bezugszeichen Rv gekennzeichnet. Die Schaltungsteile 6 der Schaltungsanordnungen 10,11 umfassen jeweils eine Ansteuerschaltung 12,13 zum Ansteuern jeweils eines als Schaltmittel eingesetzten Transistors T3, T4. Parallel zu den Schaltmitteln T3, T4 ist jeweils ein Kondensator C3, C4 zum Überbrücken des Schaltmittels T3, T4geschaltet. Zum Schutz des Schaltmittels T3 bzw. T4 bei einer Entladung des Kondensators C3 bzw. C4 ist bei der Schaltungsanordnung 10 in Reihe mit dem <BR> <BR> <BR> Kondensator C4 eine Spule L4 sowie eine parallel zu der Spule L4 geschaltete Freilaufdiode D3 angeordnet.

Bei der Schaltungsanordnung 11 ist als Schutzmaßnahme in den Teilschaltkreis des Kondensators C3 eine Spule L3 eingeschaltet.

Dem Schaltungsteil 6 der Schaltungsanordnungen 10,11 ist ein aus jeweils <BR> <BR> <BR> einer Spule L. bzw. L6 und einem Kondensator C. bzw. C6 gebildeter LC-Filter nachgeschaltet, wobei der Verbraucher Rv parallel zu dem jeweiligen Kondensator Cs bzw. C6 geschaltet ist.

Die Funktionsweise der Schaltungsanordnungen 10,11 entspricht derjenigen der Schaltungsanordnungen 1 bzw. 8, so daß diesbezüglich auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.

Der sich bei Betrieb eines der Schaltungsanordnungen 1,8,10 oder 11 ergebende kontinuierliche Stromverlauf ist schematisiert und vereinfacht in Figur 5 dargestellt. Zum Vergleich mit dem Stromverlauf einer

erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung 1,8,10 oder 11 ist in Figur 7 der Stromverlauf einer zum vorbekannten Stand der Technik gehörenden Schaltungsanordnung mit dem typisch rechteckförmigen Verlauf dargestellt.

Dieser beim Stand der Technik lückende Stromverbrauch ist verantwortlich für die abgestrahlte elektromagnetische Welle.

Das Laden und Entladen des Kondensators C, ist schematisiert in Figur 6 dargestellt, wobei durch die Bezeichnung"Strom"der Ladungszustand des Kondensators C, dargestellt ist. In diesem Diagramm ist ferner die Steuerspannung des Transistors T, schematisiert aufgezeigt, wobei der in der dargestellten Schaltungsanordnung 1 eingesetzte Transistor T, eingeschaltet ist, wenn die Spannung größer als 10 V ist. Es ist vorgesehen, die Schaltfrequenz bei 20 kHz einzustellen. Zur Dimensionierung des Kondensators C, ist vorgesehen, daß sich die aus der Motorspule und dem Kondensator C, ergebende Zeitkonstante-verglichen mit der Zeit, die das aus dem Transistor T, bestehende Schaltmittel ausgeschaltet ist-groß ist. Eine entsprechende Kurve ließe sich für die Ladezustände der Kondensatoren C2 bis C4 der weiteren Schaltungsanordnungen 8,10,11 darstellen. Bei den Schaltungsanordnungen 10 und 11 ist zur Ermittlung der zu berücksichtigenden Zeitkonstante anstelle der Motorspule des Elektromotors 2 oder 9 die Spule L5 bzw. L6 ZU berücksichtigen.

Aus der Beschreibung der Ausführungsbeispiele und der Erfindung wird deutlich, daß mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung eine geglättete Ansteuerung eines Verbrauchers sowohl bei einem Betrieb gegen Masse als auch bei einem gegen die Spannungsquelle arbeitenden Betrieb möglich ist.